Гормон роста: гормон стресса и старения

Одно из наиболее известных метаболических свойств гормона роста, как и адреналина, — это его способность извлекать из хранилищ и запускать в дело жирные кислоты.

Название «гормон роста» (ГР) вполне может ввести в заблуждение. В процессе так называемого «гормезиса» стресс приводит к соматическому росту. Физические упражнения вызывают отек в мышцах такой же, как и под действием гормона роста; отек стимулирует рост. ГР не ограничивает поле своего влияния только скелетом и мышцами.

Идентифицируем ГР: молекулярная двусмысленность, комплексные изменения трансформируют одно вещество в много других; биохимическая эволюция ГР наталкивает на предположение о его роли в регуляции водного комплекса организма. Доктрина «специфической молекулы», «специфического рецептора» или «специфического действия» — просто-напросто миф.

Одной из центральных проблем при стрессе является осморегуляторная, иными словами — как держать воду под контролем. У млекопитающих основными регулировщиками и контролерами водного баланса являются почки и кишечник.

ГР — это стрессовый гормон. Его действие можно воспроизвести осмотически, например, стимулируя выработку молока или рост хряща, путем осмотического шока (разбавления, разжижения).

Эстроген приводит к повышенным показателям ГР, увеличивает его выработку в условиях стресса. 

Оксид азота — это свободный радикал, способствующий старению организма, стимулируемый эстрогеном и приводящий к выбросу ГР, все три перечисленные действия приводят к отеку.

За отеком, гипоксией и гипокапнией — свободные жирные кислоты, диабет, повышенная сосудистая проницаемость, дегенеративные изменения в почках, изменения в соединительных тканях, утолщение базальной мембраны, дегенерация сетчатки. Точно такие же изменения происходят при старении: повышенная проницаемость, заболевания почек, изменения в соединительных тканях.

Отсутствие ГР защищает почки от дегенерации. Остеоартрит, столь характерный для процесса старения, вызывается эстрогеном и ГР.

В некоторых исследованиях показано, что ГР не приводит к улучшению состояний сердечной недостаточности и регенерации кости. Уровень ГР при сердечной недостаточности очень высок, в результате чего отек вносит свой вклад в проблему. Терапия с помощью ГР приводила к появлению кистевого туннельного синдрома, миалгии, растущих опухолей, гинекомастии и к другим проблемам, связанным с ГР.

Для повышения выработки молока коровам дают бычий гормон роста. При этом считается, что человеческий гормон роста сделает человека стройным и мускулистым, а не вызовет у него повышенную выработку молока.

Недавно я слышал интервью Роберта Сапольского, в котором он описал изменения, связанные с подготовкой организма к кратковременному стрессу. Он сказал, что мобилизующие энергию гормоны, адреналин и кортизол, повышаются, в то время как гормоны, не участвующие в немедленном реагировании на возникшую проблему, включая половые гормоны и гормон роста, подавляются с целью энергосбережения. Рост и воспроизводство могут подождать несколько минут в течение фазы острого стресса, что позволит организму более эффективно собрать необходимые силы. И он повторил: стресс подавляет гормон роста.

У Сапольского есть очень интересные работы, касающиеся подавления тестостерона в условиях стресса и путей разрушения клеток мозга в результате длительного воздействия на них глюкокортикоидами. Он показал, что если будет обеспечена дополнительная подача глюкозы, то клетки мозга смогут пережить длительное воздействия кортизола. Адреналин и глюкокортикоиды повышают уровень доступной глюкозы.

В рамках радио интервью у него не было возможности углубиться в детали, но мне показалось, что он говорит совсем не о том гормоне роста, о котором я так много читал и размышлял, пытаясь понять. Ко мне обратились с просьбой написать о современном применении ГР в борьбе со старением, о его использовании в молочной промышленности, и утверждения Сапольского заставили меня задуматься о некоторых вопросах, касающихся этого гормона. (Если бы Сапольский говорил только о крысах и мышах, то его утверждение в целом было бы вполне корректным. У крыс адреналин стимулирует выработку ГР клетками гипофиза. И поскольку оба вещества приводят к повышенному уровню свободно циркулирующих жирных кислот, то не исключено, что ГР у крыс подавляют повышенные концентрации жирных кислот.)

Гормоном роста этот гормон стали называть задолго до того, как он был получен, и выяснилось, что вещество с таким названием участвует, помимо роста, во многих других процессах. Его дают коровам, чтобы повысить выработку молока, его назначают людям, чтобы сделать их стройными и мускулистыми и с прицелом на строительство более крепких костей.

Не удивительно, что гормон роста способствует развитию грудных желез и выработке молока, поскольку он близок пролактину. ГР и пролактин — члены одного семейства белков, которые разошлись в процессе эволюции, но по-прежнему демонстрируют схожие свойства.

Когда гормон роста рассматривают в качестве лекарственного препарата, то предполагается, что ему должна быть присуща дискретная идентичность, в основе которой лежит последовательность аминокислот. Но природный гормон (не берем во внимание существование родственных пептидов, у которых имеются незначительные отличия в аминокислотной композиции) меняется во времени, он подвергается химической модификации еще до того, как секретируется. Например, его кислые аминокислоты могут быть метилированными, а группы лизина могут соединяться с сахарами или с углекислотой. Путь развития этого белка в организме определяет его конкретную структуру, а, значит, и биологическое действие.

Самцы животных секретируют ГР порциями, а самки — в более непрерывном режиме. Такая картина выработки «маскулинизирует» или «феминизирует» печень (и другие органы), определяя стиль ферментативной активности. Возможно (хотя и не просто) организовать систему подачи в импульсном, прерывающемся режиме. Коровам, очевидно, это и не нужно, поскольку задача, которую решают с помощью гормона роста, — «феминизировать» систему выработки молока. Но нормальная картина выработки гормона существенно более сложная, чем просто «импульсная» или «непрерывная», поскольку, как и в случае пролактина, она чувствительна к изменениям в щитовидной железе, уровню эстрогена, питанию, стрессу и многим другим факторам.

К примеру, гормоны этого ряда, насколько можно судить по исследованиям, в процессе эволюции участвовали в регулировании воды и минаральных веществ. Хорошо известно, что повышенное содержание воды (гипотония) стимулирует выработку пролактина, а повышенное содержание натрия — подавляет его. Гормон роста также тесно вовлечен в процессы регуляции воды и солей в организме.

Одно из наиболее известных метаболических свойств гормона роста, как и адреналина, — это его способность извлекать из хранилищ и запускать в дело жирные кислоты. Известно, что ГР является антагонистом инсулина, и один из вариантов этого противостояния определен способностью жирных кислот в повышенной концентрации блокировать окисление глюкозы. В пубертантном периоде повышенный ГР создает слабую степень диабето-подобной инсулинорезистентности, которая имеет тенденцию прогрессировать с возрастом.

В своей книге «Почему у зебры не бывает язвы» Сапольский выделяет некоторые ситуации, при которых у человека в состоянии стресса ГР растет, но мне думается, что он упускает из виду реальные пути его работы при стрессе. Одно из интересных свойств кортизола, как показал Сапольский, — убивать клетки мозга, лишая их способности эффективно усваивать глюкозу. Кортизол вмешивается в процесс энергопроизводства, вынуждая клетки с большей легкостью усваивать ненасыщенные жирные кислоты. Поскольку гормон роста также имеет такого рода «диабетогенное» действие, казалось бы, желательно подавить его секрецию во время стресса. В действительности, существуют несколько видов стресса, в процессе которых имеет место явный рост его выработки. В самых разных организмах — у рыб, лягушек, коров и у людей в том числе — он играет заметную роль в регуляции воды и солей, в процессах роста и развития, стресса и голодания.

Известно, что жара, гипогликемия, бегство и некоторые другие виды шока стимулируют выработку гормона роста, иногда до значений, которые в десять или двадцать раз превышают норму. Два вида стресса, которые, как правило, не приводят к повышению секреции гормона роста — это холод и сенсорная депривация. Я полагаю, что гормон роста, как и пролактин, — это стресс-индуцированный гормон. Именно поэтому я утверждаю, что если эндокринолог такого высокого уровня, как Сапольский, настолько недопонимает роль гормона роста, то что уж говорить о простой публике, которая с еще большей легкостью путается в этом вопросе, полагая, что гормон роста действует каким-то образом только на мышцы, жир и кости.

Оказывается, что для достижения нормального роста (длины тела — примечание переводчика), нормально функционирующий гипофиз не является необходимым (Kageyama, et al., 1998).

У. Д. Денкла (W. D. Denckla) обнаружил, что гормоны гипофиза некоторым образом ускоряют процесс старения. Они блокируют действие тиреоидного гормона, снижая способность потреблять кислород и вырабатывать энергию. Диабето-подобное состояние, зарождающееся в пубертантный период, подразумевает и относительную неспособность метаболизировать глюкозу, которая является эффективным источником энергии (с участием кислорода), что приводит к сдвигу в сторону преимущественного окисления жиров, в процессе чего возникает большее количество свободных радикалов и подавление митохондриальной функции.

Больные диабетом — хотя это состояние, как предполагают, определяет утраченная способность клеток поглощать глюкозу — обычно тратят глюкозу впустую, вырабатывая молочную кислоту даже вне «стрессового» состояния или прилагая достаточные усилия, приводящие к этому очевидно анаэробному метаболизму. Именно явления такого сорта, обнаруживаемые у самых разных животных, направили Денклу на поиск того, что он называл DECO (снижение потребления кислорода) или «гормоном смерти». Владимир Дильман обратил внимание на ряд похожих явлений, но он упорно интерпретировал все в терминах большой генетической программы и не предложил никакого решения, выходящего за пределы механистического устранения симптомов.

Простое увеличение содержания свободных жирных кислот в крови окажет действие, подобное DECO или «гормону смерти», но гормон роста несет более специфическое метаболическое воздействие на клетки, чем просто усиленное влияние на них со стороны жирных кислот. Этот гормон создает уклон в сторону окисления самых ненасыщенных жирных кислот (Клежан и Шульц), в процессе, который словно специально перерасходует энергию.

Гормон роста играет важную роль в процессе полового созревания, оказывая влияние, к примеру, на функцию яичников.

Денкла обнаружил, что у животных удаление гипофиза привело к радикальному замедлению старения организма. Он предпринимал попытки выделить гормон смерти из экстракта гипофиза. И пришел к заключению, что это не пролактин, хотя последний и обладает некоторыми свойствами гормона смерти. В его последней известной мне публикации на эту тему он сообщал о том, что не удалось выделить гормон смерти, но он находится «во фракции пролактина». Поскольку пролактиновое семейство у крыс содержит по меньшей мере 14 различных пептидов, не считая многочисленные варианты, которые возникают из-за различных условий конкретной выработки, не удивительно, что попытки выделить один фактор, наделенный точным набором свойств хронически стареющего гипофиза, оказались безуспешными.

Эксперименты Денклы схожи с работами многих других исследователей, которые установили, что изменения функции гипофиза являются движущей силой старения и дегенеративных заболеваний.

Менопауза, например, является результатом сверхактивности гонадотропинов гипофиза из-за суммарных токсических воздействий на гипоталамус со стороны эстрогена.

А. В. Эверитт в книге о роли гипоталамуса и гипофиза в старении сообщал об исследованиях, в которых было показано, что эстроген приводит к потере эластичности соединительными тканями, а прогестерон, как оказалось, является антиэстрогенным фактором долголетия. Позже он поставил серию экспериментов, очень похожих на то, что делал Денкла, и показал, что удаление гипофиза замедляет процесс старения. некоторые его эксперименты указывали на то, что факторами долголетия является семейство пролактина и гормона роста. Удаление гипофиза оказывает замедляющее старение действие, аналогичное тому, которое возникает при ограничении питания. Гормоны гипофиза, особенно пролактин, весьма отзывчивы на прием пищи, а гормон роста принимает участие в изменениях, происходящих в соединительной ткани и почках при диабете и в процессе старения.

Карликовая мышь-мутант, которую называют «маленькая», имеет всего от 5 до 10 % гормона роста в сравнении с обычной мышью и необычайно высокую продолжительность жизни.

Получено множество экспериментальных данных, которые показывают, что пролактин и эстроген обладают синергетическим действием в процессе формирования тканевой дегенерации, в том числе рака, и что их влияние имеет тенденцию утрачивать защитные сдерживающие свойства в старости. Эстроген стимулирует как выработку пролактина, так и гормона роста. Тридцать лет назад ученые предупреждали, что эстрогеновые контрацептивы могут вызывать диабет, поскольку они приводят к хронически высокому уровню гормона роста и свободных жирных кислот.

Эстроген приводит к небольшой задержке воды с потерей натрия, в организме образуются гипотоничские жидкости. Поскольку гипотония является достаточным стимулом для выработки пролактина, я предположил, что именно влияние эстрогена на жидкости в организме приводит к стимулированию пролактина. При беременности плод находится под влиянием жидкостей, высокая гипотоничность которых не может быть объяснена только эстрогеном и пролактином. Поскольку ГР снижает концентрацию соли у рыб, когда они выходят в океан из пресной воды, то, возможно, именно гормон роста может стать кандидатом на такую роль при беременности.

Рост сам по себе присущ всем клеткам, но гормон роста свое самое сильное влияние оказывает только на определенные ткани, в особенности на хрящ. Гигантизм и акромегалия, характеризующиеся непрерывным увеличением костей и хрящей, — вот что лежит в основе интереса публики к гормону роста. В старости хрящевые структуры — кости и уши — продолжают увеличиваться. Тот факт, что для стимуляции роста хряща достаточно простого разбавления питательной среды, позволяет высказать предположение о том, что гормон роста может действовать посредством своего влияния на водный метаболизм. У рыб, которые входят в пресные воды из океана, гормоны гипофиза этого семейства помогают им сбалансировать соли в организме в условиях новой среды, но в процессе перехода у них развивается остеопороз и деформируется скелет, что напоминает постепенно происходящее при старении у других животных.

Совершенно ясно, что гормон роста вызывает отек и тем самым принимает участие в вызванных последним патологических процессах. Были опубликованы сообщения об увеличении объема внеклеточной воды, но кое-кто пришел к выводу, что увеличившийся мышечный вес, наблюдаемый после приема гормона роста, — это результат «роста», «поскольку микроскопическое исследование не выявило отек».

Назвать такие утверждения некомпетентными — это слишком слабо. Прежде чем приступать к какому-либо эксперименту, каждый студент-биолог или биохимик должен знать, что определять содержание воды в ткани следует путем сравнения сырого веса и веса после ее полного высушивания. Поиск тканевой воды с помощью микроскопа — это аналог того, что делают в фармацевтических компаниях, чтобы изобразить хоть какую-то деятельность.

Эстроген, гормон роста и оксид азота проявляют тенденцию к системной работе и, наряду со свободными жирными кислотами, увеличивают проницаемость сосудов. ГР способствует протечке альбумина в мочу, что является характерным признаком диабета. При диабете и приеме ГР утолщается базальная мембрана — желеобразное вещество, которое образует основу для капиллярных клеток. Причина этого не известна, но это утолщение может быть компенсанцией, «латанием дыр», чтобы как-то уменьшить утечку белков и жиров.

Повышенная сосудистая проницаемость, не только участвует в дегенерации почек, но и вносит свой вклад в отек мозга и, возможно, играет роль в «аутоиммунных» заболеваниях.

Каким бы ни был механизм действия, сегодня совершенно точно установлено, что ГР участвует в дегенеративных процессах в почках, а недостаток ГР и даже удаление гипофиза, защищают почку.

Теперь, когда установлен значительный вклад ГР в дегенеративные почечные процессы, можно более четко интерпретировать результаты экспериментов Денклы и Эверитта. Гормон роста, возможно, и не является именно тем гормоном смерти, поисками которого был занят Денкла, но по свойствам он очень к нему близок. Наблюдали его антитиреоидные свойства и, возможно, даже эффект препятствия росту во время беременности и при заболеваниях почек.

У новорожденных высокие показатели ГР связаны с меньшими размерами тела и замедлением роста; есть исследование, в котором повышенное содержание ГР связано с учащенным дыханием, гипервентиляцией, которая возникает в результате стресса. Можно ожидать, что для подавления такого дыхания произойдет сдвиг в сторону диабетоподобного окисления жирных кислот, а хронически высокие показатели свободных жирных кислот в сыворотке крови ведут к генерализованному антитиреоидному действию. Под действием ГР доля ненасыщенных жирных кислот растет, «под руководством» эстрогена возникает аналогичная картина.

Гормон роста блокирует стимулируемую гонадотропином выработку прогестерона, что, в свою очередь,  может оказывать влияние и на щитовидную железу, и на дыхательный метаболизм.

Рост ГР в процессе сна на первый взгляд, казалось бы, абсолютно противоречит идее о том, что гормон роста является стрессовым гормоном. Но в действительности другие стрессовые гормоны, такие как адреналин, кортизол и пролактин, также имеют тенденцию к росту во время ночного сна. Функция щитовидной железы и прогестерон снижаются ночью. Я ранее утверждал, что темнота — один из наших основных стрессоров. Тенденция ГР вызвать отек, набухание тканей, может играть определенную роль в ночном повышении вязкости крови, поскольку объем крови уменьшается из-за утечки жидкости в ткани. Другой процесс с потенциально смертельным исходом, который усиливается по мере старения и при стрессе, — это проникновение бактерий из кишечника в кровоток; этот процесс усиливается и под влиянием гормона роста.

Исследования острых состояний четко показывают, что гормон роста является стрессовым и обладает дестабилизирующим действием. Весьма вероятно, что хронически высокий уровень ненасыщенных жирных кислот в крови и повышенная проницаемость сосудистой стенки на протяжении жизни создают кумулятивный эффект, который Денкла приписывал Гормону Смерти. опубликовано econet.ru

©Рэй Пит

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet